------成因與測試
成因
幾乎所有塑料制品都會不同程度地存在內應力,尤其是塑料注射制品的內應力更為明顯。內應力的存在不僅使塑料制品在儲存和使用過程中出現應力開裂和翹曲變形,也影響塑料制品的力學性能、光學性能、電學性能及外觀質量等。
應力開裂的必要條件是試樣或零件內存在應力,并存在某種應力集中因素如缺口、表面劃傷等。那么塑件應力從何而來呢?依引起內應力的原因不同,可將內應力分成如下幾類:
(1) 取向內應力
取向內應力是塑料熔體在流動充模和保壓補料過程中,大分子鏈沿流動方向排列定向構象被凍結而產生的一種內應力。取向的大分子鏈凍結在塑料制品內也就意味著其中存在未松弛的可逆高彈形變,所以說取向應力就是大分子鏈從取向構象力圖過渡到無取向構象的內力。塑料制品的取向內應力分布為從制品的表層到內層越來越小,并呈拋物線變化。
(2) 冷卻內應力
冷卻內應力是塑料制品在熔融加工過程中因冷卻定型時收縮不均勻而產的一種內應力。尤其對厚壁塑料制品,塑料制品的外層首先冷卻凝固收縮,其內層可能還是熱熔體,這徉芯層就會限制表層的收縮,導致芯層處于壓應力狀態,而表層處于拉應力狀態。塑料制品冷卻內應力的分布為從制品的表層到內層越來越大,并也呈拋物線變化。另外,帶金屬嵌件的塑料制品,由于金屬與塑料的熱脹系數相差較大,容易形成收縮不一均勻的內應力。
(3) 環境應力
環境應力開裂是聚烯烴類塑料的特有現象,它是指當制品存在應力時,與某些活性介質接觸,會出現脆性裂紋,終可能導致制品破壞。這些活性物質可以是洗滌劑、皂類、水、油、酸、堿、鹽及對材料并無溶脹作用的有機溶劑。原料混有其它雜質或摻雜不適當的或過量的溶劑或其它添加劑時,在某些應力集的位置就會導致裂紋。有些塑料如ABS等,在受潮狀況下加熱會與水汽發生催化裂化反應,使制件發生大的應變從而開裂。
(4) 其它
對于結晶塑料制品而言,其制品部各部位的結晶結構和結晶度不同也會產生內應力。另外還有構型內應,力及脫模內應力等,只是其內應力所占比重都很小。
通常來說,常見聚合物的內應力大小順序: PPO